渓流沿いと蛇紋岩地の狭葉化は相同か？：異なる環境での類似形質の進化過程の解明

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25440213
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 高知大学
• 研究代表者: 福田 達哉 高知大学, 教育研究部総合科学系, 准教授 (00432815)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ツリガネニンジン / 渓流沿い

研究概要

本研究では、渓流沿いや蛇紋岩地といった異なる環境で共通に見られる狭葉化の遺伝的相同性をキキョウ科ツリガネニンジンを対象に明らかにすることを目的として研究を行った。
本年度は、昨年度より実験温室にて栽培を行っている高知市産の通常型のツリガネニンジン（以下、通常型）と高知県西部の四万十川に産する渓流沿いに特化した狭葉化の形態を保有するツリガネニンジン（以下、渓流型）を用いた成長解析を形態学的および解剖学的手法を用いて行った。
形態学的解析の結果、通常型は野外環境と実験温室環境において葉の形態的変化は見られなかったものの、渓流型の葉に関して、長さは野外環境と比べて実験温室環境下で有意に長くなったものの、葉の幅はほとんど変化することが無く、野外環境と実験温室環境において有意差は見られなかった。またこのような葉の形成の背景を明らかにするために、解剖学的解析を行った結果、通常型は野外環境と実験温室環境における細胞サイズおよび細胞数に有意な違いは認められなかった。しかし渓流型に関しては、細胞サイズは野外環境と実験温室環境において有意差は認められなかったものの、細胞数は有意に変化していることが明らかとなり、実験温室環境における葉の長さの変化は細胞数の増加によることが明らかとなった。これまでの研究から、渓流型の葉は通常型と比較した場合、細胞サイズおよび細胞数を減少させることにより狭葉化を成功させていることが示されており、本研究の結果から、渓流型の葉の細胞サイズは遺伝的に小さい個体が固定していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、渓流沿いに生育する狭葉化を示すツリガネニンジンの野外環境およに温室環境における比較研究から、ツリガネニンジンの狭葉化には細胞サイズの縮小が遺伝的に固定していることが明らかとなったため。

今後の研究の推進方策

今後は、本年度の成果を基に、異なる河川におけるツリガネニンジンの狭葉化した個体の解析とともに蛇紋岩地における狭葉化した個体の解析を行うことにより、異なる環境における類似形態の遺伝的相同性の検討を行う。

研究成果

• [雑誌論文] he length and density of prickles on Zanthoxylum ailanthoides (Rutaceae): a comparison of Japanese islands with different sika deer browsing pressures (2014)
  • 著者名/発表者名: Takei S, Yoshioka K, Yamada S, Hayakawa H, Yokoyama J, Ito K, Tebayashi S, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: American Journal of Plant Science 巻: 5 ページ: 332-337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative morphology of prickles of Rubus croceacanthus H.Lév. (Rosaceae) in Kashima Island and its neighbor areas (2014)
  • 著者名/発表者名: Takei S, Yoshioka K, Yamada S, Hayakawa H, Yokoyama J, Ito K, Tebayashi S, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: Journal of Plant Studies 巻: 3 ページ: 96-102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological study of Glochidion obovatum under heavy browsing pressure by sika deer under heavy browsing pressure by sika deer (2014)
  • 著者名/発表者名: Takei S, Yoshioka K, Yamada S, Hayakawa H, Yokoyama J, Ito K, Tebayashi S, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: American Journal of Plant Science 巻: 5 ページ: 1345-1351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation of leaf number of Arisaema iyoanum Makino subsp. nakaianum (Kitag. et Ohba) H. Ohashi et J. Murata and A. ovale Nakai var. ovale (Araceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama K, Hayakawa H, Muramatsu Y, Ito K, Tebayashi S, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: American Journal of Plant Science 巻: 4 ページ: 38-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Natural Hybrid of Arisaema (Araceae), distributed around Mt. Yatsuzura, in Shikoku, western Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa H, Matsuyama K, Nozaki-Maeda A, Hamachi H, Minamiya Y, Ito K, Yokoyama J, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: Acta Phytotaxonomica et Geobotanica 巻: 63 ページ: 77-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative analyses of hairless-leaf and hairy-leaf type individuals in Aster hispidus var. insularis (Asteraceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Sunami T, Muroi M, Ohga K, Hayakawa H, Yokoyama J, Ito K, Tebayashi S, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: Journal of Plant Studies 巻: 2 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative analyses of stomatal size and density among ecotypes of Aster hispidus (Asteraceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumekawa Y, Miyata H, Ohga K, Hayakawa H, Yokoyama J, Ito K, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: American Journal of Plant Science 巻: 4 ページ: 524-527
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative analysis of the prickles on Rubus sieboldi (Rosaceae) between grazed and ungrazed areas in south-western Shikoku, Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Takei S, Ohga K, Hayakawa H, Yokoyama J, Ito K, Tebayashi S, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: Journal of Plant Studies 巻: 4 ページ: 152-157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogenetic background of a glabrous individual of Spiranthes sinensis var. amoena (Orchidaceae) collected in Kochi Prefecture, Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa H, Ohga K, Miyata H, Arakawa R, Ito K, Tebayashi S, Ikeda H, Fukuda T
  • 雑誌名: Journal of Phytogeography and Taxonomy 巻: 61 ページ: 45-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coastal adaptation of Adenophora triphylla (Thunb.) A.DC. var. japonica (Regel) H.Hara (Campanulaceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohga K, Muroi M, Hayakawa H, Yokoyama J, Ito K, Tebayashi S, Arakawa R, Fukuda T
  • 雑誌名: American Journal of Plant Science 巻: 4 ページ: 596-601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphological and anatomical variations in rheophytic ecotype of violet, Viola mandshurica var. ikedaeana (Violaceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsui R, Takei S, Ohga K, Hayakawa H, Yoshida M, Yokoyama J, Ito K, Arakawa R, Masumoto T, Fukuda T
  • 雑誌名: American Journal of Plant Science 巻: 4 ページ: 859-865
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular analyses of folk varieties of the sago palm (Metroxylon sagu Rottb) using the internal transcribed spacer (ITS) region and nuclear microsatellite DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumekawa Y, Murjoko A, Hayakawa H, Ohga K, Mori M, Miyazaki A, Ito K, Arakawa R, Fukuda T, Matanubun H, Yamamoto Y
  • 雑誌名: Sago Palm 巻: 21 ページ: 14-19
  • 査読あり
• [学会発表] 全寄生植物の鱗片葉に関する形態学的研究
  • 著者名/発表者名: 植本千晴・伊藤桂・手林慎一・荒川良・福田達哉
  • 学会等名: 日本植物学会中四国支部会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] ツユクサとマルバツユクサの相対成長に関する比較形態学的研究
  • 著者名/発表者名: 柿本成美・伊藤桂・手林慎一・荒川良・福田達哉
  • 学会等名: 日本植物学会中四国支部会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] 四国におけるシカの生息域とホウロクイチゴ及びカラスザンショウの物理的防御の関連性に関する研究
  • 著者名/発表者名: 竹井将吾・大賀教平・早川宗志・横山潤・伊藤桂・手林慎一・荒川良・福田達哉
  • 学会等名: 日本植物学会中四国支部会
  • 発表場所: 徳島大学